Theorem madjusmdet 33844

Description: Express the cofactor of the matrix, i.e. the entries of its adjunct matrix, using determinant of submatrices. (Contributed by Thierry Arnoux, 23-Aug-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
madjusmdet.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
madjusmdet.a	⊢ 𝐴 = ((1...𝑁) Mat 𝑅)
madjusmdet.d	⊢ 𝐷 = ((1...𝑁) maDet 𝑅)
madjusmdet.k	⊢ 𝐾 = ((1...𝑁) maAdju 𝑅)
madjusmdet.t	⊢ · = (.r‘𝑅)
madjusmdet.z	⊢ 𝑍 = (ℤRHom‘𝑅)
madjusmdet.e	⊢ 𝐸 = ((1...(𝑁 − 1)) maDet 𝑅)
madjusmdet.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
madjusmdet.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
madjusmdet.i	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ (1...𝑁))
madjusmdet.j	⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (1...𝑁))
madjusmdet.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
madjusmdet	⊢ (𝜑 → (𝐽(𝐾‘𝑀)𝐼) = ((𝑍‘(-1↑(𝐼 + 𝐽))) · (𝐸‘(𝐼(subMat1‘𝑀)𝐽))))

Proof of Theorem madjusmdet

Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 𝑙 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		madjusmdet.b	. 2 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
2		madjusmdet.a	. 2 ⊢ 𝐴 = ((1...𝑁) Mat 𝑅)
3		madjusmdet.d	. 2 ⊢ 𝐷 = ((1...𝑁) maDet 𝑅)
4		madjusmdet.k	. 2 ⊢ 𝐾 = ((1...𝑁) maAdju 𝑅)
5		madjusmdet.t	. 2 ⊢ · = (.r‘𝑅)
6		madjusmdet.z	. 2 ⊢ 𝑍 = (ℤRHom‘𝑅)
7		madjusmdet.e	. 2 ⊢ 𝐸 = ((1...(𝑁 − 1)) maDet 𝑅)
8		madjusmdet.n	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
9		madjusmdet.r	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
10		madjusmdet.i	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ (1...𝑁))
11		madjusmdet.j	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (1...𝑁))
12		madjusmdet.m	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝐵)
13		eqeq1 2735	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 = 1 ↔ 𝑖 = 1))
14		breq1 5092	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 ≤ 𝐼 ↔ 𝑖 ≤ 𝐼))
15		oveq1 7353	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 − 1) = (𝑖 − 1))
16		id 22	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → 𝑘 = 𝑖)
17	14, 15, 16	ifbieq12d 4501	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → if(𝑘 ≤ 𝐼, (𝑘 − 1), 𝑘) = if(𝑖 ≤ 𝐼, (𝑖 − 1), 𝑖))
18	13, 17	ifbieq2d 4499	. . 3 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → if(𝑘 = 1, 𝐼, if(𝑘 ≤ 𝐼, (𝑘 − 1), 𝑘)) = if(𝑖 = 1, 𝐼, if(𝑖 ≤ 𝐼, (𝑖 − 1), 𝑖)))
19	18	cbvmptv 5193	. 2 ⊢ (𝑘 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑘 = 1, 𝐼, if(𝑘 ≤ 𝐼, (𝑘 − 1), 𝑘))) = (𝑖 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑖 = 1, 𝐼, if(𝑖 ≤ 𝐼, (𝑖 − 1), 𝑖)))
20		breq1 5092	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 ≤ 𝑁 ↔ 𝑖 ≤ 𝑁))
21	20, 15, 16	ifbieq12d 4501	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → if(𝑘 ≤ 𝑁, (𝑘 − 1), 𝑘) = if(𝑖 ≤ 𝑁, (𝑖 − 1), 𝑖))
22	13, 21	ifbieq2d 4499	. . 3 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → if(𝑘 = 1, 𝑁, if(𝑘 ≤ 𝑁, (𝑘 − 1), 𝑘)) = if(𝑖 = 1, 𝑁, if(𝑖 ≤ 𝑁, (𝑖 − 1), 𝑖)))
23	22	cbvmptv 5193	. 2 ⊢ (𝑘 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑘 = 1, 𝑁, if(𝑘 ≤ 𝑁, (𝑘 − 1), 𝑘))) = (𝑖 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑖 = 1, 𝑁, if(𝑖 ≤ 𝑁, (𝑖 − 1), 𝑖)))
24		eqeq1 2735	. . . 4 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → (𝑙 = 1 ↔ 𝑗 = 1))
25		breq1 5092	. . . . 5 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → (𝑙 ≤ 𝐽 ↔ 𝑗 ≤ 𝐽))
26		oveq1 7353	. . . . 5 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → (𝑙 − 1) = (𝑗 − 1))
27		id 22	. . . . 5 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → 𝑙 = 𝑗)
28	25, 26, 27	ifbieq12d 4501	. . . 4 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → if(𝑙 ≤ 𝐽, (𝑙 − 1), 𝑙) = if(𝑗 ≤ 𝐽, (𝑗 − 1), 𝑗))
29	24, 28	ifbieq2d 4499	. . 3 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → if(𝑙 = 1, 𝐽, if(𝑙 ≤ 𝐽, (𝑙 − 1), 𝑙)) = if(𝑗 = 1, 𝐽, if(𝑗 ≤ 𝐽, (𝑗 − 1), 𝑗)))
30	29	cbvmptv 5193	. 2 ⊢ (𝑙 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑙 = 1, 𝐽, if(𝑙 ≤ 𝐽, (𝑙 − 1), 𝑙))) = (𝑗 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑗 = 1, 𝐽, if(𝑗 ≤ 𝐽, (𝑗 − 1), 𝑗)))
31		breq1 5092	. . . . 5 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → (𝑙 ≤ 𝑁 ↔ 𝑗 ≤ 𝑁))
32	31, 26, 27	ifbieq12d 4501	. . . 4 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → if(𝑙 ≤ 𝑁, (𝑙 − 1), 𝑙) = if(𝑗 ≤ 𝑁, (𝑗 − 1), 𝑗))
33	24, 32	ifbieq2d 4499	. . 3 ⊢ (𝑙 = 𝑗 → if(𝑙 = 1, 𝑁, if(𝑙 ≤ 𝑁, (𝑙 − 1), 𝑙)) = if(𝑗 = 1, 𝑁, if(𝑗 ≤ 𝑁, (𝑗 − 1), 𝑗)))
34	33	cbvmptv 5193	. 2 ⊢ (𝑙 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑙 = 1, 𝑁, if(𝑙 ≤ 𝑁, (𝑙 − 1), 𝑙))) = (𝑗 ∈ (1...𝑁) ↦ if(𝑗 = 1, 𝑁, if(𝑗 ≤ 𝑁, (𝑗 − 1), 𝑗)))
35	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 19, 23, 30, 34	madjusmdetlem4 33843	1 ⊢ (𝜑 → (𝐽(𝐾‘𝑀)𝐼) = ((𝑍‘(-1↑(𝐼 + 𝐽))) · (𝐸‘(𝐼(subMat1‘𝑀)𝐽))))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1541   ∈ wcel 2111  ifcif 4472   class class class wbr 5089   ↦ cmpt 5170  ‘cfv 6481  (class class class)co 7346  1c1 11007   + caddc 11009   ≤ cle 11147   − cmin 11344  -cneg 11345  ℕcn 12125  ...cfz 13407  ↑cexp 13968  Basecbs 17120  ._rcmulr 17162  CRingccrg 20152  ℤRHomczrh 21436   Mat cmat 22322   maDet cmdat 22499   maAdju cmadu 22547  subMat1csmat 33806

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-rep 5215  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7668  ax-cnex 11062  ax-resscn 11063  ax-1cn 11064  ax-icn 11065  ax-addcl 11066  ax-addrcl 11067  ax-mulcl 11068  ax-mulrcl 11069  ax-mulcom 11070  ax-addass 11071  ax-mulass 11072  ax-distr 11073  ax-i2m1 11074  ax-1ne0 11075  ax-1rid 11076  ax-rnegex 11077  ax-rrecex 11078  ax-cnre 11079  ax-pre-lttri 11080  ax-pre-lttrn 11081  ax-pre-ltadd 11082  ax-pre-mulgt0 11083  ax-addf 11085  ax-mulf 11086

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-xor 1513  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3737  df-csb 3846  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3917  df-nul 4281  df-if 4473  df-pw 4549  df-sn 4574  df-pr 4576  df-tp 4578  df-op 4580  df-ot 4582  df-uni 4857  df-int 4896  df-iun 4941  df-iin 4942  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-tr 5197  df-id 5509  df-eprel 5514  df-po 5522  df-so 5523  df-fr 5567  df-se 5568  df-we 5569  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6248  df-ord 6309  df-on 6310  df-lim 6311  df-suc 6312  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-isom 6490  df-riota 7303  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-of 7610  df-om 7797  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8091  df-tpos 8156  df-frecs 8211  df-wrecs 8242  df-recs 8291  df-rdg 8329  df-1o 8385  df-2o 8386  df-er 8622  df-map 8752  df-pm 8753  df-ixp 8822  df-en 8870  df-dom 8871  df-sdom 8872  df-fin 8873  df-fsupp 9246  df-sup 9326  df-oi 9396  df-card 9832  df-pnf 11148  df-mnf 11149  df-xr 11150  df-ltxr 11151  df-le 11152  df-sub 11346  df-neg 11347  df-div 11775  df-nn 12126  df-2 12188  df-3 12189  df-4 12190  df-5 12191  df-6 12192  df-7 12193  df-8 12194  df-9 12195  df-n0 12382  df-xnn0 12455  df-z 12469  df-dec 12589  df-uz 12733  df-rp 12891  df-fz 13408  df-fzo 13555  df-seq 13909  df-exp 13969  df-hash 14238  df-word 14421  df-lsw 14470  df-concat 14478  df-s1 14504  df-substr 14549  df-pfx 14579  df-splice 14657  df-reverse 14666  df-s2 14755  df-struct 17058  df-sets 17075  df-slot 17093  df-ndx 17105  df-base 17121  df-ress 17142  df-plusg 17174  df-mulr 17175  df-starv 17176  df-sca 17177  df-vsca 17178  df-ip 17179  df-tset 17180  df-ple 17181  df-ds 17183  df-unif 17184  df-hom 17185  df-cco 17186  df-0g 17345  df-gsum 17346  df-prds 17351  df-pws 17353  df-mre 17488  df-mrc 17489  df-acs 17491  df-mgm 18548  df-sgrp 18627  df-mnd 18643  df-mhm 18691  df-submnd 18692  df-efmnd 18777  df-grp 18849  df-minusg 18850  df-mulg 18981  df-subg 19036  df-ghm 19125  df-gim 19171  df-cntz 19229  df-oppg 19258  df-symg 19282  df-pmtr 19354  df-psgn 19403  df-cmn 19694  df-abl 19695  df-mgp 20059  df-rng 20071  df-ur 20100  df-ring 20153  df-cring 20154  df-oppr 20255  df-dvdsr 20275  df-unit 20276  df-invr 20306  df-dvr 20319  df-rhm 20390  df-subrng 20461  df-subrg 20485  df-drng 20646  df-sra 21107  df-rgmod 21108  df-cnfld 21292  df-zring 21384  df-zrh 21440  df-dsmm 21669  df-frlm 21684  df-mat 22323  df-marrep 22473  df-subma 22492  df-mdet 22500  df-madu 22549  df-minmar1 22550  df-smat 33807

This theorem is referenced by:  mdetlap  33845